Tenemos la indeterminación de tipo
oo/oo,
tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(5^{\frac{1}{x}} x^{2} + 3 \cdot 5^{\frac{1}{x}} + 2 x^{2}\right) = \infty$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(x^{2} + 3\right) = \infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to \infty}\left(5^{\frac{1}{x}} + \frac{2 x^{2}}{x^{2} + 3}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{5^{\frac{1}{x}} \left(x^{2} + 3\right) + 2 x^{2}}{x^{2} + 3}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(5^{\frac{1}{x}} x^{2} + 3 \cdot 5^{\frac{1}{x}} + 2 x^{2}\right)}{\frac{d}{d x} \left(x^{2} + 3\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2 \cdot 5^{\frac{1}{x}} x - 5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)} - \frac{3 \cdot 5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}}{x^{2}} + 4 x}{2 x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(2 \cdot 5^{\frac{1}{x}} x - 5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)} - \frac{3 \cdot 5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}}{x^{2}} + 4 x\right)}{\frac{d}{d x} 2 x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(5^{\frac{1}{x}} - \frac{5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}}{x} + \frac{5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}^{2}}{2 x^{2}} + \frac{3 \cdot 5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}}{x^{3}} + \frac{3 \cdot 5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}^{2}}{2 x^{4}} + 2\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(5^{\frac{1}{x}} - \frac{5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}}{x} + \frac{5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}^{2}}{2 x^{2}} + \frac{3 \cdot 5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}}{x^{3}} + \frac{3 \cdot 5^{\frac{1}{x}} \log{\left(5 \right)}^{2}}{2 x^{4}} + 2\right)$$
=
$$3$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 2 vez (veces)